酒色着色菌利用产酸克雷伯氏菌发酵废液产氢

研究了酒色着色菌(Chromatium vinosum DSM185)利用产酸克雷伯氏菌（Klebsiella oxytoca HP1）发酵产氢废液进行光发酵和暗发酵产氢的可行性,以达到对产氢底物的充分利用和对产氢废液的进一步处理。研究结果表明C.vinosum可以利用K.oxytoca的发酵废液进行光发酵产氢和暗发酵产氢。C.vinosum发酵产氢后废液中残余还原糖和主要有机酸（丁酸）的含量明显降低,发酵产氢的最佳pH为6.5,添加0.1%(W/W)NH₄Cl能促进产氢。在光照条件下丁酸利用率可达54.38%,产氢量达36.97 mL/mg;在黑暗条件下丁酸利用率可达36.01%,产氢量达37.50mL/mg。     

产酸克雷伯氏菌耐氧产氢及其可溶性氢酶耐氧特性研究

目的：考察产酸克雷伯氏菌（KZebsielaloxytocaHPl）耐氧产氢特性及其可溶性氢酶的氧耐受特性。方法：研究K．oxytocctHPl在不同气相氧浓度条件下利用葡萄糖（1％,m/v）、丙酮酸钠（0．5％,m／v）及甲酸（0．1％,v／v）等底物产氢活性的以及K．oxyto-07,HPl可溶性氢酶在空气及氧饱和溶液中催化产氢活性。结果：K．oxytocaHP1在葡萄糖（1％,m/v）底物中具有较高耐氧产氢活性,6h内在气相氧浓度为5％、10％和21％条件下的氢产量分别为厌氧条件下的20．9％、13．7％、8．3％;K．oxytoca HP1可溶性氢酶在空气中孵育12h后,其活性残余85．4％,在氧饱和溶液中活性损失一半约3h。结论：试验结果提示K．oxytoca HP1具有耐氧产氢特性,其可溶性氢酶具有较高氧耐受性,在氢能源的开发中具有潜在的应用前景。     

一株产酸克雷伯氏菌发酵培养基优化

为提高产酸克雷伯氏菌(Klebsiella oxytoca)的发酵水平,通过单因素优化,研究培养条件、碳源、氮源、无机盐对产酸克雷伯氏菌活菌量的影响,利用响应面分析法对影响产酸克雷伯氏菌活菌量的关键因子进行优化,30 L发酵罐进行扩大培养。得出最佳配方（质量分数）：黄豆饼粉2.19%,玉米粉1.0%,蔗糖1.10%,硫酸铵0.06%,玉米浆干粉0.5%,蛋白胨0.05%,硫酸镁0.04%,磷酸二氢钾0.02%,氯化钠0.080%,硫酸锰0.03%,pH 7.0~7.4。活菌量稳定在2.0×10¹⁰  cfu/mL以上,能够满足生产要求,为产酸克雷伯氏菌作为微生物菌肥的应用提供参考。     

酒色着色菌内膜系统光依赖性同化亚硒酸钠为硒半胱氨酸的研究

分离的酒色着色菌（Ｃｈｒｏｍａｔｉｕｍｖｉｎｏｓｕｍ）内膜系统在光照和Ｏ乙酰丝氨酸（ＯＡＳ）存在的条件下,能以３５９纳摩尔／毫克细菌叶绿素·小时（ｎｍｏｌ·ｍｇＢｃｈｌ－１·ｈ－１）的速度催化ＳｅＯ２－３合成硒半胱氨酸。用超声波处理的内膜系统,催化速度仅为处理前的１１％,加入谷胱甘肽（ＧＳＨ）和还原型辅型Ⅱ（ＮＡＤＰＨ）后,其速度增加至处理前的８８３％,该反应对光具有依赖性,进一步实验表明,纯化的谷胱甘肽还原酶,在有半胱氨合酶、ＯＡＳ和ＮＡＤＰＨ共存时,能催化ＳｅＯ２－３转化为硒半胱氨酸,表明ＳｅＯ２－３在内膜系统中能被光偶联的谷胱甘肽还原酶还原为Ｓｅ２－,然后经半胱氨酸合酶的催化作用转化为硒半胱氨酸     

Cr2O3-TiO2吸附产酸克雷伯氏菌HP1氢酶的可见光光解水产氢研究

以钛酸四丁酯和重铬酸铵为原料,采用溶胶凝胶法制备了Cr2O3-TiO2,利用浸渍吸附法将产酸克雷伯氏茵氢酶与Cr2O3-TiO2偶联.研究了搅拌速率、pH、温度等条件对Cr2O3-TiO2吸附氢酶的影响.结果表明,Cr2O2-TiO2在270、440和600nm附近有明显的吸收峰.Cr2O3-TiO2吸附氢酶的最佳条件为温度37℃,pH7.0,搅拌速率100 r/min,该条件下氢酶的吸附率达到80％以上.在氢酶负载量为10％( W/W)、60W白炽灯光源光照度条件下,Cr2O3-TiO2-氢酶催化光解水产氢速率为10 tL/min·g,是Cr2O3-TiO2催化光解水产氢速率(3μL/min.g)的3.33倍,反应体系中加入终浓度为0.05 mmol/L的甲基紫晶(methyl viologen,MV)及0.05mmol/LNa2S2O4可显著提高Cr2O3-TiO2-氢酶光催化产氢速率,达110 μL/min·g.在相同条件下,P25型TiO2仅有微量氢产生.结果表明,Cr2O3-TiO2能利用可见光光解水产氢,氢酶与Cr2O3-TiO2偶联可显著提高可见光光解水产氢活性.     

产氢产乙酸菌ZR-1 的分离鉴定及产酸特性

采用改良的亨盖特厌氧操作技术, 从有机废水污泥中分离到一株耐低温高效产氢产乙酸菌ZR-1。经过对其形态学观察、生理生化特征研究及16S rRNA 序列比对, 初步鉴定为梭状芽胞杆菌属的乙二醇梭菌(Clostridium glycolicum)。通过单因子实验, 在厌氧条件下对该菌株的培养温度、pH、最适底物、金属离子的影响等产酸条件进行了优化。结果表明该菌株最适生长温度37 °C,最佳培养基初始pH 值8.5, 最适发酵底物丁酸盐, Mn²⁺对其产酸有一定的激活作用。最适培养条件下丁酸盐降解率达到12.7%, H₂ 含量达到了28.73%。     

发酵产氢菌株的筛选及影响因素研究

采用双层平板法从污泥池中筛选出一株产氢较高的发酵菌株,经生理生化鉴定表明,分离菌株初步鉴定为消化链球菌属(Peptostreptococcus).研究静态培养条件下葡萄糖、pH、温度及和酵母膏对菌株产氢的影响及不同发酵时间段的产氢情况.结果表明,在葡萄糖浓度20.0 g/L,pH 7.0,温度37 ℃和酵母膏2.0 g/L时,产氢量达21.07 mmol/L,为初始培养条件下的4.14倍.同时,在24～36 h时间段产氢率达到最高,为0.44 mmol/(L·h),并且在60 h时产氢量达到最大累计产氢量的89.2%.     

利用电化学活跃微生物协助电解发酵产氢

摘要：电解协助发酵产氢是在外源电解协助下,利用电化学活跃微生物在石墨阳极上生长达到彻底氧化因发酵产氢残存的有机酸,产生CO2、电子与质子,电子进入石墨阳极经导线传到铂阴极,而质子则穿过阳离子膜进入阴极池,在无氧环境下,通过外加电压和铂的催化下,电子与质子结合为氢。此过程电子回收率可达90%以上,产氢效率可达8-9mol H2/mol Glucose。这一战略从根本上克服发酵产氢的发酵障碍和代谢产物的反馈抑制,极大地提高了氢转化率,极有可能率先应用于能源作物原料的氢能转化、以及有机污水和有机废弃物处理。     

谷氨酸废液培养莱茵衣藻的产氢研究

通过在一般培养基中添加尿素、谷氨酸、葡萄糖等有机物,考察了菜茵衣藻混合营养培养的产氢效果。结果表明,含尿素混合营养培养菜茵衣藻产氢是含铵氮的培养基培养的6倍,无硫含尿素的混合营养培养具有最佳的产氢效果,是有硫含铵氮的培养基的10倍。谷氨酸及葡萄糖的添加对其生长和产氢也有促进作用,对菜茵衣藻生长和产氢促进作用的尿素的最佳添加量为0．25g/L,谷氨酸的最佳添加量为0．7g/L,葡萄糖的添加量为0．2g/L。     

Inhibition of phototrophically growing Chromatium vinosum D by glycine

Abstract The effect of glycine on phototrophically growing Chromatium vinosum D was investigated in the presence and absence of various amino acids. Inhibition of autotrophic cells was more pronounced than that of heterotrophic cells. Cells of growth-inhibited cultures were misshaped, showing vacuolation and partial protoplast formation. Cells exposed to glycine in the presence of equimolar amounts of either d - or l -alanine did not show any inhibition of growth. Neither serine, leucine, valine, isoleucine nor α-aminoisobutyric acid could counteract the inhibition of growth by glycine. The inhibitory effect of glycine on growth is thus likely to be caused by a competition between glycine and alanine during cell wall synthesis. The possible functions of glycine transport system(s) in the natural habitat of C. vinosum are discussed.     

Isotope effects associated with the anaerobic oxidation of sulfide by the purple photosynthetic bacterium, Chromatium vinosum

Abstract Small inverse isotope effects of 1–3‰ were consistently observed for the oxidation of sulfide to elemental sulfur during anaerobic photometabolism by Chromatium vinosum . The inverse fractionation can be accounted for by an equilibrium isotope effect between H₂S and HS⁻, and may indicate that C. vinosum (and other photosynthetic bacteria) utilizes H₂S rather than HS⁻ as the substrate during sulfide oxidation.     

微生物发酵产氢的影响因素分析*

随着环保要求的愈益严格和化石能源的日益短缺,氢作为清洁高效的可再生能源日益受到人们的重视。微生物发酵产氢可以利用可再生的生物质,符合可持续发展的要求。针对影响微生物发酵产氢的因素,总结了国内外在该领域的研究成果,重点介绍了产氢微生物、营养物、产物和工艺操作条件等方面对发酵产氢的影响,同时还阐述了以有机废弃物为基质时的发酵产氢影响因素。     

解淀粉芽孢杆菌合成surfactin的发酵策略优化

Surfactin作为一种绿色生物表面活性素在多种领域均有潜在的应用价值,但是在生产过程中存在着泡沫难以控制的问题,阻碍了其实现工业化生产。因此在7L发酵罐水平探究了适合surfactin工业化生产的最佳发酵策略。研究结果表明,过量添加消泡剂会对微生物的生长造成不利影响而且会增加生产成本,以有机硅和大豆油为消泡剂时surfactin产量分别为1.42g/L和1.96g/L。通过改进发酵罐采用泡沫分离的发酵策略,不仅可以经济有效地解决泡沫难以控制的问题,而且可以实现surfactin的原位分离,surfactin产量为2.39g/L;基于泡沫分离式发酵,控制pH=7后surfactin产量提高至3.45g/L;又进一步通过控制DO≥20%后产量提高至5.07g/L。最后,将泡沫分离耦合pH、溶解氧控制及恒速补料,控制pH=7、DO≥20%、恒速流加速度1.39ml/min,可以将surfactin产量显著提高至6.04g/L,与添加消泡剂相比,产量提高了4.25倍。以上结果为surfactin的工业化生产提供了依据。     

利用废弃物发酵法生产聚羟基烷酸PHAs

聚羟基烷酸(PHAs)是一种可降解聚合物,与石化塑料相比它具有生物降解性及生物相容性等优点,在不久的将来必然有广阔的应用前景。生产PHAs的主要方法是发酵法,在过去的几十年里传统的深层发酵法生产PHAs的工艺已经得到深入的研究,近些年固态发酵法生产PHAs也吸引了越来越多研究者的关注。     

Production of ethanol from wood and agricultural residues by Neurospora crassa

The feasibility of utilizing the rapidly growing tropical woods for ethanol production by Neurospora crassa has been studied. Hydrolysis of cold alkali pretreated wood gave a saccharification of 68% based on the available carbohydrate. The direct fermentation of pretreated wood (20 g l^?1) by Neurospora crassa gave quantitative conversion of available hemicellulose/cellulose to ethanol in 5 days. Increasing the substrate concentration to 50 g l^?1lowered the conversion to 40–60% yielding 12 g l^?1of ethanol. Fermentation of wood (50 g l^?1) pretreated with hot 1 m NaOH followed by neutralization with HCl gave only 6 g l^?1of ethanol.     

种泥预处理和发酵温度对暗发酵产氢的影响研究进展

生物质暗发酵产氢不仅可以处理有机废物,同时可以获得清洁能源,实现了废物资源化利用。然而产氢种泥中大量耗氢菌的存在会导致暗发酵氢气产量低等问题,因此种泥预处理是暗发酵产氢的必需条件。随着暗发酵产氢基质的多样化,产氢种泥的预处理方法也不断发展。对近十年来产氢种泥预处理方法的发展进行了综述,并且结合发酵温度,讨论了种泥预处理方法和发酵温度两方面条件对暗发酵产氢的影响,并对该研究方向提出了展望,以期为后续暗发酵产氢的进一步研究提供参考。     

Study of electrogenic electron transfer steps in chromatophore membrane of Chromatium vinosum by the response of merocyanin dye

1. Electrogenic steps in photosynthetic cyclic electron transport in chromatophore membrane of Chromatium vinosum were studied by measuring absorption changes of added merocyanin dye and of intrinsic carotenoid.

2. The change in dye absorbance was linear with the membrane potential change induced either by light excitation or by application of diffusion potential by adding valinomycin in the presence of K⁺ concentration gradient.

3. It was estimated that chromatophore membrane became 40–60 mV and 110–170 mV inside positive upon single and multiple excitations with single-turnover flashes, respectively, from the responses of the dye and the carotenoid.

4. Electron transfers between cytochrome c-555 or c-552 and reaction center bacteriochlorophyll dimer (BChl₂) and between BChl₂ and the primary electron acceptor were concluded to be electrogenic from the redox titration of the dye response.

5. No dye response which corresponded to the change of redox level of cytochrome b was observed in the titration curve. Addition of antimycin A slightly decreased the dye response.

6. The dye response was decreased under phosphorylating conditions.

7. From the results obtained localization of the electron transfer components in chromatophore membrane is discussed.